JP6933396B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本開示は、コネクタに関する。

２極（２Ｐｉｎ）のＡＣ（Alternating Current）アダプタから電源を供給する電子機器は、ＡＣアダプタ以外の例えばシグナルグラウンド等からノイズを逃がすことしかできず、一般的にノイズ耐力が弱くなっている。また、製品として出荷後（流通後）の電子機器は、その電子機器のユーザ側でノイズ耐力を上げるような根本的な対策を施すことが容易にできるものではない。

このような問題を解決するために、例えば、特許文献１には、外部ケーブルのケーブルコネクタに挿抜自在に接続する雌コネクタ部と、電子機器の機器側コネクタに挿抜自在に接続する雄コネクタ部と、本体部と、を備えたノイズ除去器が記載されている。特許文献１に記載のノイズ除去器において、上記本体部は第１及び第２コイルでなるコモンモードチョークコイルを有している。

特開２００７−３３５２７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、コモンモードチョークコイルが必要であり、部品等の製造コストが嵩む。

本開示は、上述した課題を鑑み、ＡＣアダプタ自体が接地されていない状態でも、そのＡＣアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズを低減させることが可能で、且つ低コストで製造することが可能なコネクタを提供することをその目的とする。

本開示の一態様に係るコネクタは、２極のＡＣアダプタに設けられたＡＣアダプタ側ＤＣ（Direct Current）プラグを嵌挿することで、前記ＡＣアダプタ側ＤＣプラグと導通させるＤＣジャックと、前記ＤＣジャックと導通するＤＣプラグと、前記ＤＣジャックと前記ＤＣプラグとの片極側の導通箇所と導通し、外部に導出されるアース線と、を備えたものである。

本開示により、ＡＣアダプタ自体が接地されていない状態でも、そのＡＣアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズを低減させることが可能で、且つ低コストで製造することが可能なコネクタを提供することができる。

実施形態１に係るコネクタの一構成例を示す図である。 実施形態２に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続される電子機器及びＡＣアダプタの一例を示す斜視図である。 図２におけるコネクタの近辺を拡大した図である。 図３のコネクタとＡＣアダプタ側ＤＣプラグとを接続した様子を示す図である。 図４におけるコネクタの具体的な構成例を、図３におけるＡＣアダプタ側ＤＣプラグとともに示す図である。 図４におけるコネクタの他の具体的な構成例を、図３におけるＡＣアダプタ側ＤＣプラグとともに示す図である。 実施形態３に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるＡＣアダプタの一例を示す図である。 実施形態３に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるＡＣアダプタの他の例を示す図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

＜実施形態１＞
図１を参照して、実施形態１について説明する。図１は、実施形態１に係るコネクタの一構成例を示す図である。

図１に示す本実施形態に係るコネクタ１は、図示しない電子機器と２極のＡＣアダプタ（２ＰｉｎタイプのＡＣアダプタ）との間を接続するためのコネクタとすることができる。コネクタ１は、このように両者を中継するため中継コネクタと称することもできる。

まず、上記の電子機器及びＡＣアダプタについて簡単に説明する。
上記の電子機器は、直流電源により動作する機器であり、バッテリを備えることができる。上記のＡＣアダプタは、周知のＡＣアダプタとすることができ、商用電源等のＡＣ電源に接続するための電源プラグ、ＡＣ−ＤＣコンバータ、及びＤＣプラグ（以下、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグと称す）を備えることができる。

ＡＣ−ＤＣコンバータは、一端が電源プラグに接続され、他端にＡＣアダプタ側ＤＣプラグが接続されており、電源プラグからの交流電源を直流電源に変換し、その直流電源をＡＣアダプタ側ＤＣプラグに供給することができる。ＡＣアダプタ側ＤＣプラグは、上記の電子機器に設けられたＤＣジャック（以下、機器側ＤＣジャックと称す）に嵌挿するためのＤＣプラグであり、機器側ＤＣジャックの規格は、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグの規格と同じ、或いは互換可能とすることができる。

そして、電源プラグをＡＣ電源に接続し、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグを機器側ＤＣジャックに嵌挿して接続することで、上記の電子機器に直流電源を供給することができる。

本実施形態に係るコネクタ１は、このようなＡＣアダプタと電子機器との間に接続されることになる。コネクタ１は、図１に示すように、ＤＣジャック１ａ及びＤＣプラグ１ｂを備える。コネクタ１のＤＣジャック１ａは、接続対象となる２極のＡＣアダプタに設けられたＡＣアダプタ側ＤＣプラグを嵌挿することで、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグと導通させる。具体的には、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグは、ＤＣジャック１ａに設けられる嵌挿部１ｃに嵌挿させることで導通させることができる。

コネクタ１のＤＣプラグ１ｂは、ＤＣジャック１ａと２極それぞれにおいて導通している。無論、上述のような嵌挿により、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグは、ＤＣプラグ１ｂとも２極それぞれにおいて導通させることができる。

嵌挿部１ｃや図示しない電極を含めたＤＣジャック１ａの規格及び外形や電極も含めたＤＣプラグ１ｂの規格は、いずれも、機器側ＤＣジャックやＡＣアダプタ側ＤＣプラグの規格と同じ、或いは互換可能とすることができる。

そして、本実施形態の主たる特徴として、コネクタ１は、ＤＣジャック１ａとＤＣプラグ１ｂとの片極側の導通箇所と導通するアース線（アース用導体）１ｄを備える。通常、上記の片極は、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグのグランド線と導通する側の電極とすることができる。また、アース線１ｄは、コネクタ１の外部（コネクタ１のハウジングの外部）に導出されるように設けられる。なお、アース線１ｄの一端は、上記片極側の導通箇所と導通するどのような位置に配され、アース線１ｄの他端はコネクタ１のどの位置から引き出されてもよい。

コネクタ１の接続対象となる２極タイプのＡＣアダプタは、接地端子がない場合、電子機器本体に印可されたノイズはＡＣアダプタ以外（シグナルグラウンドなど）を通って逃げていくことになる。

一方で、本実施形態に係るコネクタ１は、ＡＣアダプタ自体が接地されていない状態でもアース線１ｄの先端を接地しておけば、そのＡＣアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズをアースに落とすことができる。このように、コネクタ１はノイズ耐力強化コネクタとして機能し、電子機器本体に流れるノイズを低減させることができる。つまり、アース線１ｄを接地したコネクタ１を介してＡＣアダプタを電子機器に接続することで、電子機器のノイズ耐力を向上させることができる。また、このようにコネクタ１は後付けで電子機器とＡＣアダプタとの間に設置できるため、電子機器を流通させた後にもコネクタ１によってノイズ耐性を向上させることができる。また、本実施形態に係るコネクタ１は、簡易な構造であるため、低コストで製造することができる。

また、本実施形態に係るコネクタ１は、バッテリを備えた電子機器に接続されることができ、そのため、商用電源のコンセントから離れていることが想定される。よって、アース線は、或る程度の長さとしておくことが好ましい。例えば、アース線の全長は、通常のＡＣアダプタの全長と同じか同程度であることが好ましく、全長でいうと、例えば０．５ｍ以上としておくことが好ましい。汎用性の観点から、アース線の全長は、１ｍ以上とすることがより好ましく、１．５ｍ以上とすることがさらに好ましい。

＜実施形態２＞
図２〜図６を参照して、実施形態２について説明するが、実施形態１で説明した様々な例が適用できる。図２は、実施形態２に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続される電子機器及びＡＣアダプタの一例を示す斜視図で、図３は、図２におけるコネクタの近辺を拡大した図である。また、図４は、図３のコネクタとＡＣアダプタ側ＤＣプラグとを接続した様子を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係るコネクタ１０は、可搬型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３０とそれに適合したＡＣアダプタ２０との間に接続される。

可搬型ＰＣ３０は、機器側ＤＣジャック３１及びバッテリ（図示せず）を備えることができる。機器側ＤＣジャック３１は、図３に示すように、グランド側又は供給側のいずれかとなる中央極３２及び外側極３３を有し、可搬型ＰＣ３０の筐体に設けられた挿入口３４に合わせた位置に設置されている。なお、中央極３２は略円柱状とすることができ、外側極３３は図２で視認できる箇所に連なるように、中央極３２の外周面から一定距離離間した位置に内周面を有する。この内周面は、差し込まれたＤＣプラグ（後述のＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３又はＤＣプラグ１２など）の外周面と導通させることができる。

また、機器側ＤＣジャック３１は、自身にＤＣプラグ（後述のＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３又はＤＣプラグ１２など）が接続されていない場合に、バッテリから可搬型ＰＣ３０の内部回路に直流電源を供給するための極も有することができる。機器側ＤＣジャック３１は、自身にＤＣプラグが接続されている場合には、そのＤＣプラグから中央極３２又は外側極３３の供給側を介して上記内部回路に直流電源を供給することができる。

機器側ＤＣジャック３１は、例えば、ＥＩＡＪ（Electronic Industries Association of Japan）極性統一規格（センタープラス、外側マイナス）のものを採用することができる。但し、極性、形状、サイズ（外径、内径、プラグ長等）はこれに限ったものではない。なお、可搬型ＰＣ３０は電子機器の一例に過ぎず、他種の機器であってもよい。

ＡＣアダプタ２０は、電源プラグ２１、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２、及びＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３を備えることができる。機器側ＤＣジャック３１とＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３とは、同じ或いは互換可能な規格のものである。なお、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３は、Ｌ字型プラグとして図示しているがストレート型のプラグであってもよい。

ＡＣアダプタ２０では、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２とＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３との間はコード（ケーブル）２５を介して接続されており、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３の端部を収納する筐体２４が設けられている。また、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２と電源プラグ２１との間もコード２６を介して接続されている。コード２５は、グランド線路と直流電源線路とを有し、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３にはそれぞれに接続された２つの極を有する。但し、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３、電源プラグ２１は、それぞれコード２５、コード２６を介さず直接ＡＣ−ＤＣコンバータ２２の筐体に取り付けられることもできる。

本実施形態に係るコネクタ１０は、ＤＣジャック１１と、ＤＣジャック１１のハウジングに端部が収納され接続部が外部に突出するように配設されたＤＣプラグ１２と、アース線１４と、を備える。ＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２は、機器側ＤＣジャック３１、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３と同じ或いは互換可能な規格に基づき製造されることができる。

ＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２は２極のそれぞれについて導通し、アース線１４はＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２における一極と導通する。この一極は、アース線１４を導出させる構造上の観点から、外側の極であることが好ましい。また、センタープラスタイプである場合、マイナス極となる外側の極にアース線１４が接続されることになり、コネクタ１０の内部で極性反転を行う構成を採用する必要がない。

また、図３及び図４に示すように、ＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２は、ＤＣジャック１１におけるＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３の嵌挿方向が、可搬型ＰＣ３０へのＤＣプラグ１２の嵌挿方向と実質的に平行になるように配設されることができる。つまり、ＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２は、ＤＣジャック１１の軸方向がＤＣプラグ１２の軸方向と実質的に平行になるように配設されることができる。

そして、コネクタ１０のＤＣプラグ１２は可搬型ＰＣ３０の機器側ＤＣジャック３１に接続される。また、図４に示すように、コネクタ１０のＤＣジャック１１の嵌挿部１３には可搬型ＰＣ３０用のＡＣアダプタ２０のＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３が接続される。また、図示しない商用電源のコンセントには電源プラグ２１が接続される。これらの接続により、可搬型ＰＣ３０に直流電源が供給されることになる。

コネクタ１０は、ＤＣプラグ１２と導通を持つアース線１４を有しているため、可搬型ＰＣ３０の筐体やメインボードに発生又は印可されたノイズは、コネクタ１０を介してアースに逃がされることになり、ノイズ耐力を向上させることができる。

上述したように、本実施形態に係るコネクタ１０はアース線１４を備える。よって、本実施形態によれば、ＡＣアダプタ２０自体が接地されていない状態でも、ＡＣアダプタ２０から電源を供給する可搬型ＰＣ３０本体に流れるノイズを低減させることが可能になる。また、コネクタ１０は、アース線１４をコネクタ１０の一極に接続するだけの構造で済むため、低コストで製造することができる。

次に、図５、図６を参照しながら、コネクタ１０の具体例について説明する。図５は、図４におけるコネクタ１０の具体的な構成例としてのコネクタ１０ａを、図３におけるＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３とともに示す図である。図６は、図４におけるコネクタ１０の他の具体的な構成例としてのコネクタ１０ｂを、図３におけるＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３とともに示す図である。

図５に示すコネクタ１０ａは、ＤＣジャック１１にＤＣプラグ１２を配設することで構成すること、つまり、ＤＣジャック１１の外筐がコネクタ１０の筐体（ハウジング）となるように構成することができる。なお、コネクタ１０ａは、ＤＣジャック１１の外筐とは別に筐体を備えることもできる。この場合、コネクタ１０ａの筐体（ハウジング）は、ＤＣジャック１１をその外筐も含めて収容し、ＤＣプラグ１２の接続部を露出させた状態で、ＤＣプラグ１２を配設することになる。

図４のアース線１４は、図５で示すように、コネクタ１０ａの筐体における、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３を嵌挿する嵌挿部１３の嵌挿口側の面１１ａから外部に導出されることができる。より具体的には、図４のアース線１４は、ＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２における外側の極と導通する導線１５と、面１１ａから導出された部分の導線１５を覆う絶縁部１６と、導線１５の先端に接続されたＹ字型の端子１７と、を有することができる。なお、導線１５の先端にＹ字型の端子１７は設けた例を示しているが、設けなくてもよく、他の形状の端子を設けることもできる。

図５で例示したコネクタ１０ａの代替構成として、図６で例示するコネクタ１０ｂのような構成を採用することもできる。つまり、図４のアース線１４は、図６で示すように、コネクタ１０ｂの筐体における、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３の嵌挿方向の軸周り（ＤＣジャック１１の被嵌挿軸周り）の外周面１１ｂから外部に導出されることもできる。

この場合における図４のアース線１４は、図６で示すように、ＤＣジャック１１及びＤＣプラグ１２における外側の極と導通する導線１８と、外周面１１ｂから導出された導出部分の導線１８を覆う絶縁部１９と、Ｙ字型の端子１７と、を有することができる。端子１７は、導線１８の先端に接続されている。特に、図４のアース線１４は、絶縁部１９の上記導出部分の近辺を保護する保護ブーツ（保護カバー）１９ａを備えることが好ましい。なお、この保護ブーツ１９ａはコネクタ１０ｂの筐体とは別部材として後から取り付けることもできる。

＜実施形態３＞
図７及び図８を参照して、実施形態３について実施形態２との相違点を中心に説明するが、その相違点を除き実施形態１，２で説明した様々な例が適用できる。図７は、実施形態３に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるＡＣアダプタの一例を示す図で、図８は、実施形態３に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるＡＣアダプタの他の例を示す図である。

図７に示すコネクタ１０ｃは、嵌挿部１３ｃを有するＤＣジャック１１ｃと、その嵌挿軸と実質的に垂直になるように配設されたＤＣプラグ１２と、導線１５、絶縁部１６、及び端子１７でなるアース線と、を備える。絶縁部１６は、図５の面１１ａに対応する面１１ｃａから導出された部分の導線１５を覆っている。なお、図７において、嵌挿部１３ｃをＬ型になるように図示しているが、ＤＣジャック１１ｃに対してＤＣプラグ１２が実質的に垂直に配設できればよく、内部の配線や形状はこれに限らない。

換言すれば、ＤＣジャック１１ｃ及びＤＣプラグ１２は、ＤＣジャック１１ｃにおけるＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３の嵌挿方向が、図２の可搬型ＰＣ３０へのＤＣプラグ１２の嵌挿方向と実質的に垂直になるように配設されることができる。つまり、ＤＣジャック１１ｃ及びＤＣプラグ１２は、ＤＣジャック１１ｃの軸方向がＤＣプラグ１２の軸方向と実質的に垂直になるように配設されることができる。このような配設により、コネクタ１０ｃは、Ｌ型コネクタとすることができる。但し、垂直に限らず、１３５度などの鈍角であってもよい。

この場合、図７に示すように、コネクタ１０ｃを接続する対象のＡＣアダプタ２０ｃは、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３の端部を収納する筐体２４ｃがストレート型になっているものとすることができる。つまり、コネクタ１０ｃは、ストレート型のＡＣアダプタ２０ｃを接続するために好適に利用することができる。但し、Ｌ型に設置されたＡＣアダプタ側ＤＣプラグ２３を有するＡＣアダプタ２０（図５参照）に対しても、コネクタ１０ｃは利用可能である。

図８に示すコネクタ１０ｄは、図７に示すコネクタ１０ｃにおいて、アース線を図６に示したものに変更したものである。つまり、コネクタ１０ｄにおけるアース線は、導線１８、図６の外周面１１ｂに対応する外周面１１ｃｂから導出された導出部分の導線１８を覆う絶縁部１９と、導線１８の先端に接続されたＹ字型の端子１７と、を有することができる。また、コネクタ１０ｄにおけるアース線は、絶縁部１９の上記導出部分の近辺を保護する保護ブーツ１９ａを有することができる。

ここで、面１１ｃｂにおいて導線１８が導出される位置は、ＤＣプラグ１２が配設される位置とは反対側（より好ましくは導出される位置とＤＣプラグ１２の軸とが水平逆向きになるような方向）にしておくことが好ましい。その他の点については、コネクタ１０ｄは、コネクタ１０ｃと同様である。

＜その他＞
以上、各実施形態に係るコネクタについて説明したが、図面で例示した各構成要素の形状やサイズや規格などは問わず、各構成の機能が果たせればよい。

また、各実施形態に係るコネクタのＤＣプラグは、センタープラスのタイプであってもよいし、逆極性のセンターマイナスのタイプであってもよい。ＡＣアダプタを使用して電源の供給を受ける電子機器において使用されるＤＣジャックの規格に基づき、センタープラスタイプのＤＣプラグを備えたコネクタとセンターマイナスタイプのＤＣプラグを備えたコネクタとを使い分ければよい。

また、各実施形態において、コネクタのＤＣプラグとＡＣアダプタ側ＤＣプラグとの極性が基本的に同じであることを前提に説明した。一方で、これらの極性配置を異ならせておくこともでき、その場合、例えばコネクタにおいてアース線を電源供給側の極に接続するなど、コネクタ内で極性反転を行う構成を採用しておけばよい。

また、各実施形態に係るコネクタのＤＣプラグは、上述のようにＡＣアダプタ側ＤＣプラグと同規格又は互換可能な規格のものを採用することができる。一方で、コネクタのＤＣプラグは、極性以外の点（形状、サイズ等）についても、ＡＣアダプタ側ＤＣプラグと異なる規格のものを採用することができる。この場合、元々電子機器のＤＣジャックが直接ＡＣアダプタ側ＤＣプラグと合わないことを意味する。よって、この場合におけるコネクタのＤＣジャック、ＤＣプラグは、それぞれＡＣアダプタ側ＤＣプラグ、電子機器のＤＣジャックと同規格又は互換可能な規格のものを採用すればよい。この場合におけるコネクタは、さらに、コネクタ内部で規格の違いを補うような変換を行う構成（配線、形状、サイズなど）を採用しておけばよい。

なお、本開示は上記の様々な実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。

１、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ コネクタ
１ａ、１１、１１ｃ ＤＣジャック
１ｂ、１２ ＤＣプラグ
１ｃ、１３、１３ｃ 嵌挿部
１ｄ、１４ アース線
１１ａ、１１ｃａ 嵌挿口側の面
１１ｂ、１１ｃｂ 嵌挿方向の軸回りの外周面
１５、１８ 導線
１６、１９ 絶縁部
１７ Ｙ字型の端子
１９ａ 保護ブーツ
２０、２０ｃ ＡＣアダプタ
２１ 電源プラグ
２２ ＡＣ−ＤＣコンバータ
２３ ＡＣアダプタ側ＤＣプラグ
２４、２４ｃ 筐体
２５、２６ コード
３０ 可搬型ＰＣ
３１ 機器側ＤＣジャック
３２ 中央極
３３ 外側極
３４ 挿入口

Claims (3)

1. ２極のＡＣアダプタに設けられたＡＣアダプタ側ＤＣプラグを嵌挿することで、前記ＡＣアダプタ側ＤＣプラグと導通させるＤＣジャックと、
   前記ＤＣジャックと導通するＤＣプラグと、
   前記ＤＣジャックと前記ＤＣプラグとの片極側の導通箇所と導通し、外部に導出されるアース線と、
   を備えたコネクタであって、
   前記アース線は、前記コネクタの筐体における、前記ＡＣアダプタ側ＤＣプラグを嵌挿する嵌挿口側の面から、外部に導出される、
   コネクタ。
2. 前記ＤＣジャック及び前記ＤＣプラグは、前記ＤＣジャックにおける前記ＡＣアダプタ側ＤＣプラグの嵌挿方向が、前記ＡＣアダプタから前記コネクタを介して電源を供給可能な電子機器への前記ＤＣプラグの嵌挿方向と実質的に垂直になるように配設される、
   請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記ＤＣジャック及び前記ＤＣプラグは、前記ＤＣジャックにおける前記ＡＣアダプタ側ＤＣプラグの嵌挿方向が、前記ＡＣアダプタから前記コネクタを介して電源を供給可能な電子機器への前記ＤＣプラグの嵌挿方向と実質的に平行になるように配設される、
   請求項１に記載のコネクタ。

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